Low Temperature Physics: 35, 6 (2009); https://doi.org/10.1063/1.3064862 (9 pages)
Физика Низких Температур: Том 35, Выпуск 1 (Январь 2009), c. 10-20    ( к оглавлению , назад )

Двумерные электронные системы в квантовых ямах на основе HgTe

З.Д. Квон1,2, Е.Б. Ольшанецкий1, Н.Н. Михайлов1, Д.А. Козлов1

1Институт физики полупроводников СО РАН, пр. Лаврентьева, 13, г. Новосибирск, 630090, Россия

2Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, г. Новосибирск, 630090, Россия
E-mail: kvon@thermo.isp.ru

Статья поступила в редакцию 7 июля 2008 г.

Аннотация

Дан краткий обзор результатов изучения свойств двумерных электронных систем (ДЭС) в квантовых ямах (КЯ) на основе двойного гетероперехода CdHgTe/HgTe/CdHgTe с ориентацией поверхности (100) и (013). Описаны основные особенности энергетического спектра. Приведены результаты экспериментов, позволяющие получить информацию о параметрах данного спектра. На основе измерения циклотронного резонанса найдена зависимость эффективной массы двумерных электронов в HgTe квантовых ямах с инвертированной зонной структурой от их концентрации (Ns) в диапазоне 2,2·1011-2Ns≤ 9,6·1011-2. Эта зависимость указывает на заметную непараболичность спектра: масса растет с ростом Ns от значения (0,026 ± 0,005)m0 до (0,0335 ± 0,005)m0. Обсуждается гигантское спиновое расщепление, наблюдаемое в асимметричных КЯ HgTe, и излагаются результаты экспериментального исследования переходов квантовая холловская жидкость-изолятор и плато-плато в ДЭС в квантовых ямах на основе теллурида ртути. Описана недавно обнаруженная в исследованных КЯ двумерная электронно-дырочная система, являющаяся первой реализацией двумерного полуметалла. Установлено, что она возникает в слаболегированных КЯ с инвертированной зонной структурой и ориентацией поверхности (013). Обнаружен целый ряд особенностей в магнитотранспорте (положительное магнитосопротивление, знакопеременный эффект Холла, аномальное поведение в режиме квантового эффекта Холла), связанных с одновременным существованием двумерных электронов и дырок.

PACS: 73.43.Qt Магниторезистивный эффект;
PACS: 73.63.Hs Квантовые ямы.

Ключевые слова: электроны и дырки, полуметаллы, бесщелевые полупроводники, квантовые ямы.